а плівка є кристалічної і добре орієнтована, то навколо дифракційної плями, відповідного площинах, паралельним підкладці, з'являється система смуг з дуже малою інтенсивністю, мінливої ??як ( sinx/x ) [3]. Цей метод дуже чутливий до орієнтації та розміром кристалітів і до варіацій товщини, тому їм можна користуватися тільки в разі високоякісних плівок. Якщо ретельно приготована металева плівка являє собою плоскопараллельную пластинку, то її товщина може бути визначена з точністю до ± 0,1 нм. Метод емісії рентгенівських променів інтенсивно використовується з моменту його першого застосування. Матеріал плівки збуджується джерелом високої енергії, таким як: рентгенівські промені, пучок електронів або радіоактивне джерело. При цьому вимірюється інтенсивність селективної довжини хвилі характеристичного випромінювання, емітується матеріалом плівки. Інтенсивність емітується випромінювання прямо пропорційна товщині для тонких плівок і зростає експоненціально для більш товстих плівок, досягаючи максимальної величини. Метод застосовується більш широко, ніж метод поглинання, так як вимагає одного умови, щоб матеріал підкладки не містив жодного елемента, наявного в плівці. Можуть бути також виміряні багатокомпонентні плівки. Загалом, значення товщин, підраховані з рентгенівських даних, використовуються для цілей аналізу складу плівок. Метод обмежено селективен, оскільки елементи легше, ніж Z =11 ( Na ) не можуть бути легко визначені. Елементи від Z =11 до 22 (від Na до Ti ) вимагають використання вакуумних або гелієвих спектрометрів. Метод застосовний для плівок товщиною від 2 до 1000 нм з площею від 0,2 до 5 см 2. При цьому може бути досягнута точність ± 2%. Рентгенографічний метод вимагає використання приладів, дорогих, але легких в управлінні. Крім того, необхідно мати еталони, які повинні бути прокалиброванний іншими методами вимірювання товщини. Отримані дані є усередненими по вимірюваній площі. Якщо еталони для застосовуваного типу матеріалу плівки є, то вимірювання проводяться досить швидко. Цей метод є одним з кращих неруйнівних методів для непрозорих плівок. Товщина плівки може бути також виміряна за допомогою оцінки відбитих від плівки ? -Частинок, емітованих радіоактивним джерелом. Інтенсивність відбитих частинок залежить від товщини плівки і збільшується з атомним номером матеріалу плівки, який повинен бути відмінний від атомного номера матеріалу підкладки. Метод цей не дорогий, дуже простий, швидкий і неруйнівний. Він застосуємо як для непрозорих плівок, так і для прозорих плівок. При відповідному виборі джерела може бути отримана точність вимірювання товщини ± 5% для плівок від 100 нм до 50 мкм з площею? 1 см 2. Цей метод найбільш придатний для здійснення контролю, при якому систематично вимірюються певний склад плівка - підкладка і потрібні менші точності, ніж у лабораторних дослідженнях.
Радіочастотний метод контролю товщини шару. Радіочастотний метод заснований на вимірюванні зміни частоти коливань кварцового кристала при осадженні на ньому плівки напилюваного речовини. [4] Як відомо, зміна частоти коливань кварцового кристала пропорційно зміні його маси. Отже, якщо відома маса осаждаемой плівки, її щільність і площа на яку вона осідає, тоді її товщина легко визначається. Однак припущення, що щільність плівки постійна по міру її росту справедливо для металевих плівок, що мають товщину більше 20? 30 нм, а при менших товщинах щільність плівки є функцією товщини. Вибір робочої частоти залежить від діапазону товщин вимірюваних плівок. Якщо потрібно вимірювати дуже тонкі плівки з високою чутливістю, то вибирають високу робочу частоту. Якщо ж потрібно проводити контроль осадження у великому діапазоні вимірюваних товщин, що вимагає широкої області лінійної залежності зміни частоти від товщини напиляється плівки, то вибирають відносно низьку робочу частоту. Чутливість методу в основному визначається стабільністю частоти вимірювального кварцового генератора і еталона частоти. Зазвичай чутливість кварцового резонатора ? M /? F =10 г/кГц. Використовувані прилади при робочій частоті 20 МГц дають можливість визначити зсув частоти на 2 Гц, що дозволяє вимірювати прирощення маси 10-10 г/см. Оскільки кристали кварцу чутливі до змін температури, а при напиленні випарники виділяють значну кількість тепла, то необхідно застосування системи охолодження для датчиків. Діапазон вимірюваних товщин для серійних приладів лежить в діапазоні від 10 до 10000 нм з точністю 10%. Так само необхідно враховувати відмінності коефіцієнта конденсації плівкоутворювальної речовини на зразку і кристалі кварцу.
Фотометричні методи контролю товщини шару. Фотометричний метод заснований на контролі зміни коефіцієнта пропускання або відбиття на кон...
